A mázak összetétele és azok hatása a mázak tulajdonságaira Puskás Nikoletta Témavezető: Dr. Gömze A. László Miskolci Egyetem Anyag- és Kohómérnöki Kar Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék I. Kutatószeminárium 2004. Január 30.

Bevezetés Napjainkban a műszaki kerámiák alkalmazásának területén is követelményként jelentkezik: A termék minél tetszetősebb esztétikai megjelenése A felület megmunkálása a betöltendő funkció követelményei szerint Alacsonyabb gyártási költségek

Mázak összetétele Üveges szerkezet Oxidkerámia Hálózatképző oxidok: ezekből épül fel a máz térhálós szerkezete Módosító oxidok: a hálózaton kívül elhelyezkedve módosítanak Átmeneti oxidok: hálózatképzőként és módosítóként is tudnak szerepelni

Máz nyersanyagok Lehetnek: Többnyire keverékek Jellegük: Természetes Mesterséges eredetűek Többnyire keverékek Jellegük: savas hálózatképző bázikus módosító amfoter

Máz nyersanyagok Szilícium-oxid (SiO2): kvarchomokból Alumínium-oxid (Al2O3): kaolinból Al2O3·2SiO2 · 2H2O Kálium-oxid (K2O): káliföldpátból K2O · Al2O3 · 6SiO2 Nátrium-oxid (Na2O): nátronföldpátból Na2O · Al2O3 · 6SiO2 Kalcium-oxid (CaO): kalcium-karbonátból CaCO3

Oxidok jellemzése Szilícium-oxid (SiO2) Hálózatképző Olvadáspont növelő Növeli a keménységet Növeli a kopásállóságot Növeli a kémiai ellenálló képességet Csökkenti a hőtágulást

Oxidok jellemzése Alumínium-oxid (Al2O3) Átmeneti oxid Olvadáspontot emeli Olvasztási hőmérséklet tartományt szélesíti Növeli a máz viszkozitását

Oxidok jellemzése Kalcium-oxid (CaO) Hálózat módosító Növeli a máz keménységét Növeli az ellenálló képességet Csökkenti a hőtágulást Csökkenti a hajszálrepedésre való hajlamot

Oxidok jellemzése Alkáli-oxidok (Na2O, K2O) Hálózat módosítók Jó olvadékképzők Hőtágulást növelők Csökkentik a viszkozitást Csökkentik az olvadási tartományt Elősegítik a többi oxid mázban való oldódását

Oxidok jellemzése Cink-oxid (ZnO) Hálózat módosító Növeli az olvasztási hőmérsékletet Csökkenti a hőtágulást Fokozza a máz rugalmasságát

Mázak alkotórészeinek szerepe az égetés során A mázak olvadáspontját leginkább befolyásoló oxidok hatása

Mázszínező anyagok Elefántcsont szín: titán-oxid Sárgás szín: antimon-oxid Kék szín: kobalt-oxid, réz-oxid Zöld szín: réz-oxid Purpul szín: arany Fémes szürke szín: platina Egyéb: vas-oxid, mangán-oxid, nikkel-oxid, titán-oxid, urán-oxid

Mázkészítés (frittgyártás) Célja: A vízoldható és mérgező alapanyagok felhasználásának lehetővé tétele. Technológiai lépések: Alapanyag fogadása, bemérése A keverék homogenizálása A keverék olvasztása frittolvasztó kemencében Az olvadék gyorshűtése repedezés, törés Szükség szerint további őrlés A kész termék minőségének ellenőrzése, csomagolás

Szemcseszerkezet Frittelt, szabálytalan szemcsealak VTR 100 jelű máz 500 X nagyítás

Kritériumok a mázakkal szemben – alkalmazás során A biztonsági utasítás betartása mellett az egészségre ne legyen ártalmas A felhordandó mázmassza nedvesítse az alapkerámiát Égetés során az alapkerámiával megközelítőleg azonos mértékben zsugorodjon, a maradó feszültségek elkerülése érdekében Az égetés után kellő mértékben tapadjon a máz az alapkerámiához

Kritériumok a mázakkal szemben – kész mázbevonat Tapadószilárdság Keménység Hősokk-állóság Vegyszer állóság Felhasználás szerinti villamos tulajdonság Megfelelő esztétikai megjelenés

Összehasonlítás Kereskedelmi forgalomban kapható mázak. Jelölésük: VTR 100 1104 Összetételük az adatlapok szerint: Kvarc (CAS.: 14808-60-7) 7 – 13 % Kerámia fritt, gyári szabadalom szerint Al2O3 (1344-28-1) 10,5 % BaO (1304-28-5) 2,8 %

Összetételek VTR 100 Összetevő Wt % At % Na 7,05 9,08 Al 14,88 16,35 Si 55,31 58,35 K 3,22 2,44 Ca 16,33 12,07 Fe 3,21 1,7 Összesen 100 VTR 100

Összetételek 1104 Összetevő Wt % At % Na 10,93 13,86 Al 10,12 Si 62,17 64,53 K 1,42 1,06 Ca 5,68 4,13 Ba 4,94 3,01 Fe 4,75 2,48 Összesen 100 1104

SiO2 hatása a máz keménységre

Összegzés A SiO2 hatása mázkeménység szempontjából nagyon jó Egyéb vizsgálatok elvégzésével még több alkotó oxid befolyásoló szerepe kimutatható Különböző felhasználású mázak tulajdonságainak kialakításához szükséges a mázösszetétel ismerete Saját bekeveréssel olyan mázanyag hozható létre, mely az adott igényeknek megfelel Az oxidkerámiák és műszaki kerámiák mázait nagy SiO2 tartalmú anyagokból – hegyikristály - tűnik célszerűnek előállítani (nagy keménység, kopásállóság, magas olvadáspont, jó terülés)